LTE的小区搜索和PBCH接收

一、LTE中的小区搜索
在LTE系统中设计有504个cell ID，可以分成168组，每组3个cell id，物理层获取计算cell id的方法：
--Nid(Cell) = 3Nid(1) + Nid(2),Nid(1)即为第几组范围0-167，而Nid(2)为组中的序号0-2；
那么如何获取Nid(1)和Nid(2)呢，这就涉及到synchroniztion signal的解析。
1、synchronization signals
分为两类：PSS及SSS，primary synchronization signal 和secondary synchronization signal

primary synchroniztion signal:

由62个ZC序列符号组成，可以获取到Nid(2);这62符号承载在基站的中心的62个子载波上，而对于frame type1置其于slots0/10的最后一个OFDM的symbol上，对于frame type2，至于subfrmae1/6(即5ms-switch special sub-frame)上的第三个symbol。

secondary synchronization signal:
需要从sss中解析出m0/m1才能得到Nid(1),得到Nid(2)才能解析SSS，由于系统中扰码有Nid(2)计算出来，而SSS则是由分成两个31组的62序列、扰码及以m0、m1为index的序列三者计算得到的相关值。
SSS依旧放置在中心的62个子载波上，frame type1放置在slot0/10的倒数第二个symbol，而frame type2放置在slot1/11的最后一个symbol。

2、信号质量参考量
LTE中的两个信号强度指示量：RSRP、RSRQ
RSRP: reference signal received power,通过测量 cell-specific reference signals 得到，主要是R0即天线0上的信号质量，如果R1存在可靠的值，则采用R0/R1上的累加的值；
RSRQ:reference signal received quality，计算方式 N*RSRP/(E-UTRA carrier RSSI)
RSSI: E-UTRA Carrier Received Signal Strength Indicator(RSSI) 需要测量port0天线相关reference signal symbol位置得到；(后续协议补充部分不同的处理方式)

二、PBCH的接收
系统消息的整体接收过程后续考虑，LTE的PBCH只承载MIB消息，MIB包含一些基础的信息。
1、MIB的组成
dl-Bandwidth: 3bits n6、n15、n25、n50、n75、n100;
phich-config: 3bits;
--phich-Duration: 1bits normal，extended 1bit
--phich-Resource: oneSixth, half, one, two  2bits
systemFrameNumber: 8bit 包含SFN的高8bits，低2bits根据BCH 40msTTI的帧得到;
spare: 10bits;
总共原始bit为24bits

2、MIB的处理流程
原始24bits=>CRC校验16bits(CRC Mask)=>channel coding(1/3截尾卷积编码)=>速率匹配=>加扰=>调制=>映射到相应到RE上进行发送。

3、MIB数据的CRC处理
在CRC添加过程中，和W处理一致，需要进行反转，CRC的长度为16bits；
关于CRC Mask的作用，由于PBCH信道可以具有多天线的发送分集，不同的CRC Mask可以得到不同的天线发送情况，所有具有分别指示1、2、4三种天线配置的情况。

4、编码方式与速率匹配
1/3的截尾卷积编码(tail biting convolutionally coding)，和W中的区别，寄存器中初始化的为数据流最后6bits的数据，因而截尾卷积编码补需要计算尾比特数。
原始数据为24bits，加上CRC为40bits，1/3cc后的bits数目120bits，而最终需要映射到物理信道上的数目为1920/1728比特。
而根据协议的RateMatching的方式，需要将编码后数据重复得到所有的数据。

5、加扰
关于加扰：扰码生成的初始值根据cellId得到；加扰的初始值会在Nf%4=0的帧上进行重新初始化，由于BCH数据是重复的，所有虽然TTI为40ms，但只需要一帧的数据即可以解码得到相应的MIB数据。但4frame的扰码是不相同，只需要进行尝试，就可以知道是TTI的第几帧数据，同时得到的是SFN的低2bits的数据。

6、调制
PBCH采用QPSK调制方式，即每个OFDM符号含有两个比特数据；

7、物理资源RE的映射
PBCH映射到subframe0的slot1的前4个symbol，但需要排除和cell-specific-reference-signal叠加的部分，每个天线端口都具有自己的Reference Signal，而理解上需要解析BCH的过程中得到CRC Mask,才能得到相关的端口号个数；所以协议上要求解析PBCH假设存在4个天线端口发送。
PBCH映射到小区中心的72个子载波，6个PRB块，和协议定义的最小下行能力一致。
注：小区搜索需要判决CP类型~

关于物理比特数目的计算：TTI40ms,72子载波，每个4个symbol，在normal CP的情况下，每个PRB前4个slot有8个RS，而在扩展CP情况下，每个PRB前4个slot含有12个RS，计算不同情况下物理信道比特数：(total - RS number)*TTI*bits/symbol
normal CP：(72*4 - 6*8)*4*2 = 1920 bits

extended CP: (72*4 - 6*12)*4*2 = 1728 bits